(57)【要約】  アンテナでの反射波を精度よく得ることができる。  第１の出力器（１）は、第１乃至第３のポート（ｐ１〜ｐ３）を有し、第１のポート（ｐ１）に入力される送信信号を第２のポート（ｐ２）から出力する。第２の出力器（２）は、第１の出力器（１）と同様の第１乃至第３のポート（ｐ１〜ｐ３）を有し、第１のポート（ｐ１）に入力される第１の出力器（１）からの送信信号を第２のポート（ｐ２）から出力し、第２のポート（ｐ２）に入力されるアンテナ（５）からの反射波を第３のポート（ｐ３）から出力する。位相器（３）は、第１の出力器（１）の第３のポート（ｐ３）から出力される信号の位相を反転する。加算器（４）は、第２の出力器（２）の第３のポート（ｐ３）から出力される信号と、位相器（３）から出力される信号とを加算する。
2011111219.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信を行う無線通信装置において、
第１のポート、第２のポート、および第３のポートを有し、第１のポートに入力される送信信号を第２のポートから出力する第１の出力器と、
前記第１の出力器と同様のポートを有し、第１のポートに入力される前記送信信号を第２のポートから出力し、第２のポートに入力されるアンテナからの反射波を第３のポートから出力する第２の出力器と、
前記第１の出力器の第３のポートから出力される信号の位相を反転する位相器と、
前記第２の出力器の第３のポートから出力される信号と前記位相器から出力される信号とを加算する加算器と、
を有することを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
前記第１の出力器と前記第２の出力器は、同様の特性を有していることを特徴とする請求の範囲第１項記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記第２の出力器は、前記第１の出力器の第２のポートから出力される前記送信信号を第１のポートから入力することを特徴とする請求の範囲第１項または第２項記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記第１の出力器は、結合器を介して第１のポートに前記送信信号が入力されることを特徴とする請求の範囲第１項または第２項記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記第２の出力器の第３のポートから出力される信号を減衰する減衰器をさらに有することを特徴とする請求の範囲第４項記載の無線通信装置。
【請求項６】
前記第１の出力器の第２のポートから出力される信号と前記加算器から出力される信号との一方を出力するスイッチをさらに有することを特徴とする請求の範囲第４項記載の無線通信装置。
【請求項７】
無線通信を行う無線通信装置の反射波取得方法において、
第１のポート、第２のポート、および第３のポートを有する第１の出力器において、第１のポートに入力される送信信号を第２のポートから出力し、
前記第１の出力器と同様のポートを有する第２の出力器において、第１のポートに入力される前記送信信号を第２のポートから出力して第２のポートに入力されるアンテナからの反射波を第３のポートから出力し、
前記第１の出力器の第３のポートから出力される信号の位相を反転し、
前記第２の出力器の第３のポートから出力される信号と位相が反転された信号とを加算する、
ことを特徴とする反射波取得方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本件は、アンテナの電圧定常波比（ＶＳＷＲ：Voltage Standing Wave Ratio）を検出する無線通信装置および無線通信装置の反射波取得方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムにおける基地局のアンテナは、無線送受信回路と空間を結ぶ重要な素子であり、ここでの故障はシステム全体に大きな影響を与えることになる。従って、アンテナ部分における故障をいち早く知ることや故障を予知することは、無線通信システムの運用上、重要である。【０００３】
例えば、無線通信装置のアンテナを接続するコネクタに緩みが生じ、またはケーブルやアンテナに損傷等が生じると、回路とアンテナとのインピーダンス整合がずれる。インピーダンス整合がずれると、その整合のずれに応じてアンテナでの送信信号の反射波が大きくなり、ＶＳＷＲが大きくなる。従って、無線通信装置は、ＶＳＷＲを監視することにより、アンテナ部分における故障を検出し、または予知することができる。【０００４】
なお、従来、送信信号の漏れ込み等による受信信号に対する干渉を除去する送受信間干渉除去装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１１６４５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＶＳＷＲは、例えば、送信信号と反射波の電力や電圧に基づいて算出することができる。そのため、取得する反射波に不要な信号が含まれ精度が低いと、適切なＶＳＷＲを算出することができないという問題点があった。【０００７】
本件はこのような点に鑑みてなされたものであり、精度の高い反射波を得ることができる無線通信装置および反射波取得方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、無線通信を行う無線通信装置が提供される。この無線通信装置は、第１のポート、第２のポート、および第３のポートを有し、第１のポートに入力される送信信号を第２のポートから出力する第１の出力器と、前記第１の出力器と同様のポートを有し、第１のポートに入力される前記送信信号を第２のポートから出力し、第２のポートに入力されるアンテナからの反射波を第３のポートから出力する第２の出力器と、前記第１の出力器の第３のポートから出力される信号の位相を反転する位相器と、前記第２の出力器の第３のポートから出力される信号と前記位相器から出力される信号とを加算する加算器と、を有する。
【発明の効果】
【０００９】
開示の無線通信装置および反射波取得方法によれば、反射波の量を精度よく確認することができる。
本発明の上記および他の目的、特徴および利点は本発明の例として好ましい実施の形態を表す添付の図面と関連した以下の説明により明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施の形態に係る無線通信装置のブロック図である。
【図２】第２の実施の形態に係る無線通信装置のブロック図である。
【図３】反射波を説明する図である。
【図４】反射波および不要波の合成波を説明する図である。
【図５】反射波、不要波、および位相反転した不要波の合成波を説明する図である。
【図６】反射波と合成波との電力差を説明する図のその１である。
【図７】反射波と合成波との電力差を説明する図のその２である。
【図８】反射波と不要波が除去された合成波との電力差を説明する図のその１である。
【図９】反射波と不要波が除去された合成波との電力差を説明する図のその２である。
【図１０】反射波電力の誤差を説明する図である。
【図１１】第３の実施の形態に係る無線通信装置のブロック図である。
【図１２】ＶＳＷＲ算出部のＳＷ制御を説明する図である。
【図１３】ＶＳＷＲの算出動作を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、第１の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、第１の実施の形態に係る無線通信装置のブロック図である。図１に示すように無線通信装置は、出力器１，２、位相器３、加算器４、およびアンテナ５を有している。
【００１２】
出力器１は、例えば、サーキュレータであり、ポートｐ１〜ｐ３を有している。出力器１は、ポートｐ１に入力される送信信号をポートｐ２から出力する。
出力器２は、例えば、サーキュレータであり、出力器１と同様のポートｐ１〜ｐ３を有している。出力器２は、ポートｐ１に入力される出力器１からの送信信号をポートｐ２から出力し、ポートｐ２に入力されるアンテナ５からの反射波をポートｐ３に出力する。
【００１３】
位相器３は、出力器１のポートｐ３から出力される信号の位相を反転する。
加算器４は、出力器２のポートｐ３から出力される信号と位相器３から出力される信号とを加算する。
【００１４】
アンテナ５は、出力器２のポートｐ２と接続されている。アンテナ５では、アンテナ５のインピーダンスと、アンテナ５から無線通信装置内の回路を見たインピーダンスとの不整合に応じて、送信信号による反射波が生じる。
【００１５】
ここで、出力器１と出力器２のそれぞれは、ポートｐ１から入力される送信信号をポートｐ３から出力しないのが望ましいが、図１の点線矢印に示すように、ポートｐ１から入力される送信信号の一部を不要波として出力する。そのため、出力器２のポートｐ３からは、反射波と不要波とを合成した合成波が出力され、精度のよい反射波を得ることができない。
【００１６】
しかし、位相器３は、出力器１のポートｐ３から出力される不要波の位相を反転し、加算器４に出力する。加算器４は、出力器２のポートｐ３から出力される不要波と反射波の合成波に、位相器３によって位相を反転された不要波を加算するので、加算器４からは、不要波を除去した精度の高い反射波を得ることができる。これにより、無線通信装置は、適切なＶＳＷＲを算出することができる。
【００１７】
このように、無線通信装置は、出力器２のポートｐ３から出力される信号に、位相器３によって位相を反転された出力器１の信号を加算するようにした。これにより、無線通信装置は、不要波を除去した精度の高い反射波を得ることができる。
【００１８】
次に、第２の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
図２は、第２の実施の形態に係る無線通信装置のブロック図である。図２に示すように無線通信装置は、増幅器１１、サーキュレータ１２，１３、ＤＵＰ（Duplexer）１４、アンテナ１５、位相器１６、加算器１７、フィルタ１８、ＤＥＴ（Detector）１９、ＶＳＷＲ算出部２０、および判断部２１を有している。図２の無線通信装置は、例えば、基地局に搭載され、携帯電話と無線通信を行う。
【００１９】
増幅器１１は、例えば、携帯電話に無線送信する送信信号を増幅する。
サーキュレータ１２は、ポートｐ１１〜ｐ１３を備えたサーキュレータである。サーキュレータ１２は、ポートｐ１１から入力される信号をポートｐ１２に出力し、ポートｐ１２に入力される信号をポートｐ１３に出力し、ポートｐ１３から入力される信号をポートｐ１１に出力する。従って、サーキュレータ１２は、ポートｐ１１に入力される増幅器１１からの送信信号をポートｐ１２から出力する。
【００２０】
サーキュレータ１３は、サーキュレータ１２と同様のポートｐ１１〜ｐ１３を備えたサーキュレータである。従って、サーキュレータ１３は、ポートｐ１１に入力されるサーキュレータ１２からの送信信号をポートｐ１２から出力する。また、サーキュレータ１３は、ポートｐ１２に入力されるアンテナ１５で反射された送信信号（以下、反射波と呼ぶこともある）をポートｐ１３から出力する。
【００２１】
サーキュレータ１３は、ポートｐ１１から入力される送信信号をポートｐ１２から出力し、ポートｐ１３へ出力しないのが望ましいが、送信信号の一部を不要波としてポートｐ１３から出力してしまう。サーキュレータ１２は、サーキュレータ１３と同様の特性を有したマッチドペア型のサーキュレータであり、サーキュレータ１３と同様に、ポートｐ１１に入力される送信信号の一部を不要波としてポートｐ１３から出力する。
【００２２】
なお、マッチドペア型とは、同時期、同種素子で製造され、素子特性が同様であることをいう。従って、サーキュレータ１２のポートｐ１３から出力される不要波と、サーキュレータ１３のポートｐ１３から出力される不要波の振幅と位相はほぼ同じとなる。
【００２３】
ＤＵＰ１４は、アンテナ共用器であり、サーキュレータ１３のポートｐ１２から出力される送信信号をアンテナ１５に出力する。また、ＤＵＰ１４は、アンテナ１５によって受信された受信信号を受信処理部へ出力する。受信処理部は、例えば、受信された受信信号の復調処理等を行い、基地局の上位装置へ出力する。
【００２４】
アンテナ１５は、ＤＵＰ１４から出力される送信信号を、例えば、携帯電話に無線送信し、また、携帯電話から送信される無線信号を受信する。アンテナ１５のインピーダンスは、ＤＵＰ１４の出力側から見たインピーダンス（以下、無線通信装置内の回路）と整合がとれている。
【００２５】
アンテナ１５と無線通信装置内の回路とのインピーダンスの整合にずれが生じると、その整合のずれに応じてアンテナ１５で反射波が生じる。例えば、アンテナ１５を接続するコネクタに緩みが生じ、またはケーブルやアンテナに損傷等が生じると反射波が生じる。反射波は、ＤＵＰ１４を介してサーキュレータ１３のポートｐ１２に入力され、サーキュレータ１３のポートｐ１３から加算器１７に出力される。
【００２６】
位相器１６は、サーキュレータ１２のポートｐ１３から出力される不要波の位相を反転する。すなわち、位相器１６は、サーキュレータ１２から出力される不要波の位相を１８０度回転する。
【００２７】
加算器１７は、位相器１６から出力される位相反転された不要波と、サーキュレータ１３から出力される不要波と反射波との合成波とを加算する。ここで、サーキュレータ１３から出力される合成波に含まれる不要波と、位相器１６から出力される不要波との振幅は同様であり、位相は１８０度異なる。従って、加算器１７からは、不要波が除去された反射波が出力される。
【００２８】
フィルタ１８は、加算器１７から出力される反射波を抽出し、ＤＥＴ１９へ出力する。フィルタ１８は、例えば、反射波の周波数を通過帯域に有するバンドパスフィルタである。
【００２９】
ＤＥＴ１９は、フィルタ１８から出力される反射波の反射波電力を測定する。ＶＳＷＲ算出部２０は、ＤＥＴ１９から出力される反射波電力と、送信信号の送信電力とに基づいてＶＳＷＲを算出する。なお、送信信号の送信電力は、例えば、設計時において予め知ることができる。
【００３０】
ＶＳＷＲ算出部２０は、次の式（１）、式（２）によってＶＳＷＲを算出できる。
【００３１】
【数１】
2011111219.tif 000003
【００３２】
【数２】
2011111219.tif 000004
【００３３】
ここで、式（１）のρはＶＳＷＲである。式（２）のＰrは反射波電力であり、Ｐfは送信電力である。
判断部２１は、ＶＳＷＲ算出部２０の算出したＶＳＷＲに基づいて、アンテナ１５部分における故障を検知し、または予知する。例えば、判断部２１は、ＶＳＷＲ算出部２０によって算出されたＶＳＷＲが所定の閾値より大きければ、無線通信装置のアンテナを接続するコネクタに緩みが生じ、またはケーブルやアンテナに損傷等が発生したと判断する。
【００３４】
以下、反射波、不要波、および不要波の除去について説明する。
図３は、反射波を説明する図である。図３には、図２に示した無線通信装置のアンテナ１５が示してある。図３のＲＦ（Radio Frequency）回路部３１は、図２で説明した増幅器１１および受信処理部が対応する。また、ＲＦ回路部３１は、図２で図示していない増幅器１１の前段の送信信号の変調処理等を行う回路等が対応する。
【００３５】
図３のＶＳＷＲ検出部３２は、図２で説明したサーキュレータ１２，１３、ＤＵＰ１４、位相器１６、加算器１７、フィルタ１８、ＤＥＴ１９、ＶＳＷＲ算出部２０、および判断部２１が対応する。
【００３６】
図３に示す波形Ｗ１は、送信信号がアンテナ１５のＡ点において反射した場合の反射波の波形を示す。波形Ｗ２は、送信信号がアンテナ１５のＢ点において反射した場合の反射波の波形を示す。
【００３７】
反射波のレベルは、無線通信装置のアンテナを接続するコネクタ接続の緩みや、またはケーブルやアンテナの損傷等に応じて異なる。すなわち、反射波のレベルは、無線通信装置内の回路とアンテナ１５との不整合の度合いに応じて異なる。
【００３８】
また、反射波の位相は、アンテナ１５での不整合が生じる場所により異なる。例えば、アンテナ１５のＡ点で反射した反射波の波形は、波形Ｗ１に示すようになり、Ｂ点で反射した反射波の波形は、波形Ｗ２に示すようになり、反射するポイントによって反射波の位相が異なる。
【００３９】
図４は、反射波および不要波の合成波を説明する図である。アンテナ１５で反射した反射波は、サーキュレータ１３のポートｐ１２に入力され、ポートｐ１３から加算器１７へ出力される。サーキュレータ１３では、送信信号の一部も不要波として加算器１７へ出力するので、加算器１７には、反射波と不要波とを合成した合成波が出力される。
【００４０】
図４のベクトルＶ１は、サーキュレータ１３から加算器１７に出力される不要波のベクトルを示している。ベクトルＶ２は、サーキュレータ１３から加算器１７に出力される反射波のベクトルを示している。従って、サーキュレータ１３からは、ベクトルＶ１とベクトルＶ２を加算したベクトルＶの合成波が出力される。
【００４１】
ここで、不要波のベクトルＶ１と、反射波のベクトルＶ２の合成時の位相角をθとすると、その合成波の大きさは次の式（３）で示される。
【００４２】
【数３】
2011111219.tif 000005
【００４３】
図５は、反射波、不要波、および位相反転した不要波の合成波を説明する図である。サーキュレータ１３から出力される合成波は、加算器１７に出力され、加算器１７は、サーキュレータ１３から出力される合成波に、位相器１６から出力される位相反転された不要波を加算する。
【００４４】
図５に示すベクトルＶ３は、位相器１６から出力される不要波を示している。位相器１６から出力される不要波は、サーキュレータ１３の合成波に含まれる不要波（ベクトルＶ１）に対し、位相が１８０度回転している。
【００４５】
従って、サーキュレータ１３のポートｐ１３の出力に含まれる不要波は、加算器１７によって、図５のベクトルＶ１’に示すように除去される。そして、加算器１７からは、ベクトルＶ１’とベクトルＶ２とを加算したベクトルＶ’の合成波が出力される。
【００４６】
なお、サーキュレータ１２，１３は、マッチドペア型であり、特性が同じであることが望ましいが現実的には多少のずれを有する。また、信号の伝搬する線路や位相器１６の特性によって、位相器１６から出力される不要波と、サーキュレータ１３の出力に含まれる不要波との振幅は多少ずれる。従って、図５のベクトルＶ１’に示すように、加算器１７の出力には多少の不要波が残る場合がある。
【００４７】
図５には、サーキュレータ１３の出力に含まれる不要波を除去しなかった場合の合成波のベクトルＶが示してある。すなわち、サーキュレータ１３のポートｐ１３における合成波のベクトルＶが示してある。このベクトルＶに対し、加算器１７から出力される合成波のベクトルＶ’は、図５に示すように、反射波のベクトルＶ２に近づいている。すなわち、加算器１７からは、精度の高い反射波が出力される。
【００４８】
ここで、不要波が除去されたベクトルＶ１’と、反射波のベクトルＶ２の合成時の位相角をθとすると、その合成波の大きさは次の式（４）で示される。
【００４９】
【数４】
2011111219.tif 000006
【００５０】
式（４）において、ベクトルＶ１とベクトルＶ１’の大きさが同じであれば、ベクトルＶ’の大きさは、反射波の大きさのみとなる。すなわち、サーキュレータ１３の出力に含まれる不要波に対し、位相器１６から、同じレベルの位相差１８０度の不要波が出力されれば、加算器１７からは、反射波のみが出力されることになる。
【００５１】
図６は、反射波と合成波との電力差を説明する図のその１である。図６の横軸は、サーキュレータ１３のポートｐ１３から出力される合成波の反射波と不要波との位相差を示している。縦軸は、反射波とサーキュレータ１３のポートｐ１３から出力される合成波との電力差を示している。
【００５２】
図６の波形Ｗ１１〜Ｗ１６は、不要波の電力が送信信号の電力に対し２５ｄＢ減衰した場合の合成波による反射波の測定誤差を示している。また、図６の波形Ｗ１１は、反射波が送信信号に対し１６ｄＢ減衰した場合の合成波による反射波の測定誤差を示している。以下同様に、波形Ｗ１２〜Ｗ１６のそれぞれは、反射波が送信信号に対し、１４ｄＢ、１０．９ｄＢ、９．５ｄＢ、７．４ｄＢ、６ｄＢ減衰した場合の合成波による反射波の測定誤差を示している。
【００５３】
サーキュレータ１３のポートｐ１３から出力される合成波は、図６に示すように反射波と不要波との位相差によって、反射波と電力差が生じる。すなわち、サーキュレータ１３から出力される合成波は、反射波のアンテナ１５での反射ポイントによって、反射波との電力差が異なる。反射波と不要波との位相差が０度および１８０度のとき、サーキュレータ１３から出力される合成波と反射波との電力差は最も大きくなる。
【００５４】
また、図６より、反射波の電力が小さいほど、すなわち、合成波の不要波の割合が大きくなるほど、サーキュレータ１３から出力される合成波と、反射波の測定誤差が大きくなることが分かる。例えば、波形Ｗ１１と波形Ｗ１６に示すように、送信信号に対して１６ｄＢ減衰した反射波の測定誤差は、送信信号に対し６ｄＢ減衰した反射波の測定誤差が大きくなっている。
【００５５】
図７は、反射波と合成波との電力差を説明する図のその２である。図７には、不要波（ベクトルＶ１１）と、反射波（ベクトルＶ２１）との位相差がθ１における合成波のベクトルＶ３１が示してある。また、不要波（ベクトルＶ１１）と、反射波（ベクトルＶ２２）との位相差がθ２における合成波のベクトルＶ３２が示してある。反射波の不要波に対する位相を変化させると、その合成波のベクトルは、図７の一点鎖線の円を示すように変化する。
【００５６】
実線で示す円は、不要波が存在しない場合のサーキュレータ１３から出力される合成波のベクトルの軌跡を示している。すなわち、実線で示す円は、反射波のみのベクトルの軌跡を示している。
【００５７】
図７の２つの円に示すように、サーキュレータ１３から出力される合成波は、不要波によって反射波に対して電力差を生じる。不要波と反射波の位相が０度および１８０度のとき、サーキュレータ１３から出力される合成波と反射波との電力差は最も大きくなる。また、反射波の電力が小さくなるほど、実線で示す円と一点鎖線で示す円が離れ、サーキュレータ１３から出力される合成波と反射波との電力差は大きくなる。
【００５８】
図８は、反射波と不要波が除去された合成波との電力差を説明する図のその１である。図８の横軸は、加算器１７から出力される合成波の反射波と不要波との位相差を示している。縦軸は、反射波と加算器１７から出力される合成波との電力差を示している。
【００５９】
図８には、不要波の電力が送信信号の電力に対し２５ｄＢ減衰した場合の反射波と合成波との電力差を示している。また、図８には、反射波が送信信号に対し、１４ｄＢ、１０．９ｄＢ、９．５ｄＢ、７．４ｄＢ、６ｄＢ減衰した場合の反射波と合成波との電力差を示している。
【００６０】
加算器１７から出力される合成波は、図８に示すように反射波と不要波との位相差によって、反射波と電力差が生じる。しかし、加算器１７は、サーキュレータ１３から出力される合成波に、位相反転した不要波を加算して出力するので、加算器１７から出力される合成波と反射波との電力差は小さい。すなわち、加算器１７から出力される合成波は、アンテナ１５での反射波の反射ポイントがどの地点であっても、反射波との電力差が小さい。つまり、加算器１７からは、反射波そのものが出力されているとみなすことができる。
【００６１】
図９は、反射波と不要波が除去された合成波との電力差を説明する図のその２である。図９には、サーキュレータ１３から出力される合成波に含まれる不要波のベクトルＶ４１と、位相器１６から出力される位相反転された不要波のベクトルＶ４２が示してある。
【００６２】
サーキュレータ１３から出力される合成波には、位相器１６によって位相反転された不要波（ベクトルＶ４２）が加算器１７によって加算される。従って、加算器１７から出力される合成波に含まれる不要波は、図９のベクトルＶ４３に示すようになる。
【００６３】
なお、図９には、不要波（ベクトルＶ４３）と反射波（ベクトルＶ５１）との位相差がθ１における合成波のベクトルＶ６１が示してある。また、不要波（ベクトルＶ４３）と反射波（ベクトルＶ５２）との位相差がθ２における合成波のベクトルＶ６２が示してある。反射波の不要波（ベクトルＶ４３）に対する位相を変化させると、その合成波のベクトルは、図９の一点鎖線の円を示すように変化する。
【００６４】
実線で示す円は、反射波のみのベクトルの軌跡を示している。加算器１７から出力される合成波のベクトルは、一点鎖線の円に示すように変化し、実線で示す円とほぼ重なる。すなわち、加算器１７からは、反射波そのものが出力されているとみなすことができる。
【００６５】
図１０は、反射波電力の誤差を説明する図である。図１０の横軸は、アンテナ１５で反射した反射波の電力を示す。すなわち、サーキュレータ１３のポートｐ１２に入力される反射波の電力を示す。縦軸は、サーキュレータ１３から出力される合成波および加算器１７から出力される合成波の電力を示す。
【００６６】
矢印Ａ１に示す波形は、加算器１７から出力されるべき理想の反射波を示している。例えば、アンテナ１５にて反射した反射波電力が−１０ｄＢならば、加算器１７からは−１０ｄＢが出力されるのが望ましい。
【００６７】
矢印Ａ２ａ，Ａ２ｂに示す波形は、加算器１７から実際に出力される合成波の電力を示している。加算器１７からは、矢印Ａ１に示す波形のような合成波（すなわち反射波）の電力が出力されるのが望ましいが、サーキュレータ１２，１３の特性のずれ等によって、理想の反射波と多少ずれが生じる。
【００６８】
矢印Ａ３ａ，Ａ３ｂに示す波形は、サーキュレータ１３から出力される合成波の電力を示している。サーキュレータ１３から出力される合成波の電力は、加算器１７によって不要波が除去されていないため、理想の反射波とは大きく異なっている。
【００６９】
なお、矢印Ａ３ａ，Ａ３ｂのように、２つの波形が現れるのは、例えば、図６に示すように反射波の位相によって、反射波が正負の値をとるからである。また、反射波の電力が小さいほど理想の反射波電力から離れている。矢印Ａ２ａ，Ａ２ｂについても同様である。
【００７０】
このように、無線通信装置は、サーキュレータ１３のポートｐ１３から出力される不要波と反射波の合成波に、位相器１６によって位相を反転されたサーキュレータ１２の不要波を加算するようにした。これにより、無線通信装置は、不要波を除去した精度の高い反射波を得ることができる。
【００７１】
また、サーキュレータ１２とサーキュレータ１３は同様の特性を有するようにした。これにより、サーキュレータ１２とサーキュレータ１３のポートｐ１３から出力される不要波は同様となり、加算器１７にて合成波から精度よく不要波を除去して反射波を得ることができる。また、温度や湿度等による環境の変化に対しても、精度の高い反射波を得ることができる。さらに、送信信号の周波数を変えた場合でも、サーキュレータ１２とサーキュレータ１３は同様の振る舞いをするので、ポートｐ１３から取り出す不要波は同様となり、精度のよい反射波を得ることができる。
【００７２】
なお、サーキュレータ１２とサーキュレータ１３に、２連サーキュレータを用いることもできる。この場合、回路の小型を図ることができる。
次に、第３の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。第２の実施の形態では、予め設定された送信信号の送信電力に基づいてＶＳＷＲを算出した。第３の実施の形態では、実際に通信相手に無線送信される送信信号の送信電力を測定し、測定した送信電力でＶＳＷＲを算出する。
【００７３】
図１１は、第３の実施の形態に係る無線通信装置のブロック図である。図１１において、図２と同じものには同じ符号を付し、その説明を省略する。図１１の無線通信装置は、カプラ４１、ＡＴＴ（ATTenuater）４２、ＳＷ（SWitch）４３、ＳＷ制御部４４、ＶＳＷＲ算出部４５、および判断部４６を有している。
【００７４】
カプラ４１は、増幅器１１の出力に接続されている。カプラ４１は、増幅器１１から出力される送信信号の一部を、サーキュレータ１２のポートｐ１１に分岐する。サーキュレータ１２は、ポートｐ１１に入力された送信信号をポートｐ１２から出力し、ＳＷ４３に出力する。また、サーキュレータ１２のポートｐ１３からは、ポートｐ１１に入力される送信信号の一部である不要波が出力される。
【００７５】
サーキュレータ１２に入力される送信信号は、カプラ４１によって分岐されたものである。従って、サーキュレータ１２のポートｐ１３から出力される不要波と、サーキュレータ１３のポートｐ１３から出力される不要波のレベルは異なる。そこで、ＡＴＴ４２は、サーキュレータ１３から出力される不要波のレベルが、サーキュレータ１２から出力される不要波のレベルと同じになるように、サーキュレータ１３から出力される合成波を減衰する。すなわち、ＡＴＴ４２は、カプラ４１の分岐レベルを補償している。
【００７６】
ＳＷ４３には、サーキュレータ１２のポートｐ１２から出力される送信信号と、加算器１７から出力される不要波が除去された合成波（反射波）とが入力される。ＳＷ４３は、ＳＷ制御部４４の制御に応じて、サーキュレータ１２から出力される送信信号と加算器１７から出力される反射波の一方をフィルタ１８に出力する。ＳＷ制御部４４は、ＶＳＷＲ算出部４５の制御に応じて、ＳＷ４３の信号出力を切り替える。
【００７７】
ＶＳＷＲ算出部４５は、判断部４６からＶＳＷＲ要求信号を受けて、ＳＷ制御部４４を制御し、ＳＷ４３から出力される送信信号と反射波とに基づいてＶＳＷＲを算出する。
図１２は、ＶＳＷＲ算出部のＳＷ制御を説明する図である。図１２には、無線通信装置が送信信号を送信する送信期間と、受信信号を受信する受信期間とが示してある。ＶＳＷＲ算出部４５は、送信信号の送信期間においてＶＳＷＲ要求信号を受信する。ＶＳＷＲ算出部４５は、ＶＳＷＲ要求信号を受信すると、例えば、図１２に示す期間ｔ１の間、ＳＷ４３から送信信号が出力されるように、ＳＷ制御部４４に指示をする。また、ＶＳＷＲ算出部４５は、期間ｔ１とは異なる期間ｔ２の間、ＳＷ４３から反射波が出力されるように、ＳＷ制御部４４に指示をする。
【００７８】
ＶＳＷＲ算出部４５は、例えば、期間ｔ１に出力される送信電力の平均値を算出し、また、期間ｔ２に出力される反射波電力の平均値を算出する。ＶＳＷＲ算出部４５は、算出した送信電力と反射波電力の平均値に基づいてＶＳＷＲを算出する。
【００７９】
なお、ＶＳＷＲ算出部４５は、カプラ４１による送信信号の分岐量を予め取得（例えば、メモリに記憶）し、送信電力を補正する。また、ＶＳＷＲ算出部４５は、ＡＴＴ４２による反射波の減衰量を予め取得し、反射波電力を補正する。
【００８０】
判断部４６は、送信信号の送信期間中に、ＶＳＷＲ算出部４５にＶＳＷＲ要求信号を出力する。判断部４６は、例えば、周期的にＶＳＷＲ要求信号を出力する。判断部４６は、ＶＳＷＲ算出部４５からのＶＳＷＲに基づいて、アンテナ１５部分における故障を検知し、または予知する。例えば、判断部４６は、ＶＳＷＲ算出部４５によって算出されたＶＳＷＲが所定の閾値より大きければ、無線通信装置のアンテナを接続するコネクタに緩みが生じ、またはケーブルやアンテナに損傷等が発生したと判断する。
【００８１】
なお、図２の判断部２１も、判断部４６と同様に送信期間においてＶＳＷＲ要求信号をＶＳＷＲ算出部２０に出力する。ＶＳＷＲ算出部２０は、ＶＳＷＲ要求信号を受けて、ＶＳＷＲを算出し、判断部２１に出力する。
【００８２】
図１３は、ＶＳＷＲの算出動作を示したフローチャートである。
［ステップＳ１］ＳＷ制御部４４は、ＶＳＷＲ算出部４５の指示に基づいて、ＳＷ４３から送信信号が出力されるようにＳＷ４３を制御する。すなわち、ＳＷ制御部４４は、ＳＷ４３からサーキュレータ１２から出力される送信信号が出力されるようにＳＷ４３を制御する。
【００８３】
［ステップＳ２］ＶＳＷＲ算出部４５は、ＤＥＴ１９から出力される送信電力を記憶する。ＶＳＷＲ算出部４５は、送信電力を所定数記憶する。
［ステップＳ３］ＶＳＷＲ算出部４５は、送信電力を所定数記憶すると、ＳＷ制御部４４に、ＳＷ４３から反射波が出力されるように制御する。ＳＷ制御部４４は、ＶＳＷＲ算出部４５の指示に基づいて、ＳＷ４３から反射波が出力されるようにＳＷ４３を制御する。すなわち、ＳＷ制御部４４は、ＳＷ４３から加算器１７から出力される反射波が出力されるようにＳＷ４３を制御する。
【００８４】
［ステップＳ４］ＶＳＷＲ算出部４５は、ＤＥＴ１９から出力される反射波電力を記憶する。ＶＳＷＲ算出部４５は、反射波電力を所定数記憶する。
［ステップＳ５］ＶＳＷＲ算出部４５は、記憶した送信電力と反射波電力とに基づいてＶＳＷＲを算出する。例えば、ＶＳＷＲ算出部４５は、所定数記憶した送信電力と反射波電力のそれぞれの平均を算出して、ＶＳＷＲを算出する。なお、ＶＳＷＲ算出部４５は、送信電力と反射波電力とを１サンプルずつ受信してＶＳＷＲを算出してもよい。すなわち、ＶＳＷＲ算出部４５は、送信電力と反射波電力の平均を算出しないでＶＳＷＲを算出してもよい。
【００８５】
［ステップＳ６］ＶＳＷＲ算出部４５は、算出したＶＳＷＲを判断部４６に出力する。
このように、無線通信装置は、増幅器１１から出力される送信信号をサーキュレータ１３に出力するとともに、送信信号をカプラ４１で分岐してサーキュレータ１２に入力する。加算器１７は、サーキュレータ１３のポートｐ１３から出力される合成波に、位相器１６で位相反転したサーキュレータ１２のポートｐ１３から出力される不要波を加算して反射波を得る。そして、ＳＷ４３は、サーキュレータ１２のポートｐ１２から出力される送信信号と加算器１７から出力される反射波を切り替えて出力する。これにより、無線通信装置は、精度のよい反射波と、実際にアンテナ１５に出力される送信信号とに基づいてＶＳＷＲを算出し、ＶＳＷＲの精度を高めることができる。
【００８６】
上記については単に本発明の原理を示すものである。さらに、多数の変形、変更が当業者にとって可能であり、本発明は上記に示し、説明した正確な構成および応用例に限定されるものではなく、対応するすべての変形例および均等物は、添付の請求項およびその均等物による本発明の範囲とみなされる。
【符号の説明】
【００８７】
１，２  出力器
３  位相器
４  加算器
５  アンテナ
ｐ１〜ｐ３  ポート
【図１】
2011111219.tif 000007
【図２】
2011111219.tif 000008
【図３】
2011111219.tif 000009
【図４】
2011111219.tif 000010
【図５】
2011111219.tif 000011
【図６】
2011111219.tif 000012
【図７】
2011111219.tif 000013
【図８】
2011111219.tif 000014
【図９】
2011111219.tif 000015
【図１０】
2011111219.tif 000016
【図１１】
2011111219.tif 000017
【図１２】
2011111219.tif 000018
【図１３】
2011111219.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】平成24年9月12日(2012.9.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信を行う無線通信装置において、
第１のポート、第２のポート、および第３のポートを有し、第１のポートに入力される送信信号を第２のポートから出力する第１の出力器と、
前記第１の出力器と同様のポートを有し、第１のポートに入力される前記送信信号を第２のポートから出力し、第２のポートに入力されるアンテナからの反射波を第３のポートから出力する第２の出力器と、
前記第１の出力器の第３のポートから出力される信号の位相を反転する位相器と、
前記第２の出力器の第３のポートから出力される信号と前記位相器から出力される信号とを加算する加算器と、
を有することを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
前記第１の出力器と前記第２の出力器は、同様の特性を有していることを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記第２の出力器は、前記第１の出力器の第２のポートから出力される前記送信信号を第１のポートから入力することを特徴とする請求項１または２記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記第１の出力器は、結合器を介して第１のポートに前記送信信号が入力されることを特徴とする請求項１または２記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記第２の出力器の第３のポートから出力される信号を減衰する減衰器をさらに有することを特徴とする請求項４記載の無線通信装置。
【請求項６】
無線通信を行う無線通信装置の反射波取得方法において、
第１のポート、第２のポート、および第３のポートを有する第１の出力器において、第１のポートに入力される送信信号を第２のポートから出力し、
前記第１の出力器と同様のポートを有する第２の出力器において、第１のポートに入力される前記送信信号を第２のポートから出力して第２のポートに入力されるアンテナからの反射波を第３のポートから出力し、
前記第１の出力器の第３のポートから出力される信号の位相を反転し、
前記第２の出力器の第３のポートから出力される信号と位相が反転された信号とを加算する、
ことを特徴とする反射波取得方法。
【国際調査報告】
2011111219.tif 000020
2011111219.tif 000021